Có bất kỳ bí mật trong thiết kế ống kính?


22

Sơ đồ xây dựng ống kính Canon EF 70-200mm f2.8L IS II USM

Các nhà sản xuất ống kính thường chia sẻ sơ đồ như thế này cho các sản phẩm của họ. Tuy nhiên, họ dễ dàng bỏ qua các thông số kỹ thuật cho phép người ta phân tích hoàn toàn hệ thống quang học, như sức mạnh của từng thành phần và khoảng cách chính xác giữa các nhóm.

Nhưng có lẽ một kỹ sư quang học có thể tháo rời bất kỳ mẫu ống kính nào để trích xuất thông tin đó, từng yếu tố.

Vì vậy, ngành công nghiệp có duy trì bất kỳ giả vờ "bí mật" hoặc lợi thế độc quyền nào trong thiết kế quang học của ống kính không, và nếu vậy, chính xác điều gì được coi là nhạy cảm và tại sao?

Trước đây tôi đã giả định rằng cạnh tranh ống kính được thực hiện hoàn toàn về chất lượng thủy tinh, chất lượng mài / đánh bóng phần tử, lắp ráp và đóng gói (nghĩa là chất lượng vỏ, niêm phong và dung sai) và chất lượng của các cơ chế như động cơ lấy nét và phóng to thu nhỏ. Tôi nghĩ rằng các bí mật thương mại duy nhất, nếu có, sẽ là trong các kỹ thuật sản xuất để sản xuất một cách kinh tế một thiết kế đã biết đến một dung sai cụ thể. Trên thực tế, có bí mật thiết kế nào trong ngành ống kính không?

Câu trả lời:


29

Nói chung không có bí mật để thiết kế ống kính. Tất cả mọi thứ quan trọng, tất cả các đột phá, v.v., đều được chia sẻ công khai hoặc bán riêng với sửa đổi thông qua bằng sáng chế, hội nghị, giấy tờ, v.v. Có "bí mật tạm thời" trong đó một cái gì đó được bảo vệ chặt chẽ cho đến khi nó được xuất bản: Ví dụ: chúng tôi đã hoàn thành mảnh ghép cuối cùng trong thiết kế dạng tự do không có giới hạn áp đặt một dạng đối xứng, nhưng đó không phải là thông tin chúng tôi đã chia sẻ vì nó là một phần của bằng tiến sĩ, và bảo vệ IP là rất quan trọng.

Khi đến lúc xuất bản, mọi thứ đều được đặt ra trong các bằng sáng chế, ví dụ bằng sáng chế của Nikon 24 mm f / 1.4G đưa ra toàn bộ đơn thuốc quang học cho tất cả mọi người nhìn thấy. Điều này là hoàn toàn chính xác, ngoại trừ các hệ số hình cầu trên ít nhất là phần trước của quả cầu bị làm mờ. Thiết kế cực kỳ nhạy cảm với quả cầu đó, vì vậy không có cách nào để vũ lực tối ưu hóa cách của bạn đến các hệ số chính xác một cách dễ dàng từ những cái đã cho. Quả cầu thứ hai cũng có thể bị làm mờ. Cái đầu tiên là thứ cho phép ống kính có góc ngắm rộng như vậy trong khi cái thứ hai là để tăng cường hiệu suất. Với cái trước là không chính xác, thiết kế thất bại hoàn toàn trong khi cái sau chỉ đơn giản là gây ra hiệu suất xấu.

Zeiss cũng đã từng xuất bản Chỉ số ống kính nhiếp ảnh Zeiss trong khoảng năm 1950, chi tiết từng bằng sáng chế và ống kính trong sản xuất của họ.

Các nhà sản xuất khác nhau ủng hộ các lựa chọn thiết kế khác nhau, mặc dù tôi không thể nói chắc chắn tôi biết tại sao. Zeiss có xu hướng ủng hộ các giải pháp thiết kế "thanh lịch" hơn với các hình dạng và hình thức thiết kế "cơ bản" hơn. Leica thường xuyên sử dụng bề mặt Merte không phổ biến (xem trang 40). Nhìn chung, Leica cũng phân tích mọi thứ càng ít càng tốt với các thiết kế khá khắc nghiệt về độ cong bề mặt.

Canon và Nikon thường xuyên sử dụng những gì làm sôi ống kính chính gauss kép với phần đính kèm góc rộng phía trước để thiết kế các góc rộng tốc độ cao như 24 mm / 1.4G, 24 mm / 1.4L.

Những thứ như làm thế nào để tăng tốc độ lấy nét tự động (lấy (các) yếu tố nhỏ nhất bạn có thể di chuyển để lấy nét) cũng là kiến ​​thức phổ biến rộng rãi. Có lẽ bí mật được giữ bí mật nhất là trả giá cho Mã V (vài nghìn USD / tháng / người dùng) thay cho Zemax (khoảng 35.000 USD mỗi người dùng) cho các công cụ vượt trội của mình để dung nạp thiết kế và chuẩn bị cho sản xuất.


Để làm rõ ví dụ về bằng sáng chế của Nikon: Có phải họ cố tình làm xáo trộn thông số kỹ thuật chính xác của mặt trước trong bằng sáng chế? Và ngay cả như vậy, không phải là vấn đề lấy ống kính của mẫu sản xuất và đặt nó trước ống kính để có được các hệ số đó, liệu ai đó có muốn tái tạo nó sau khi nó được cấp bằng sáng chế không? Hoặc nó không phải là quá dễ dàng để đo lường hình cầu?
đường phố

2
@feetwet một ống kính không đo các thông số kỹ thuật cần thiết - chúng dành cho ống kính mắt kính. Nikon chắc chắn đã làm xáo trộn các hệ số phi cầu để bảo vệ bằng sáng chế trí tuệ của họ. Một cấu hình 3D là cần thiết để tạo lại các hệ số phi cầu và điều này cung cấp một mức độ chính xác hạn chế. Khi bạn đạt đến giai đoạn thực hiện khớp đường cong với hồ sơ đó, cũng có thể có nhiều giải pháp với hồ sơ đó. Một giao thoa kế cũng có thể được sử dụng, nhưng quả cầu đầu tiên trong ống kính đó có độ khởi hành rất lớn - quá tuyệt vời để giao thoa kế nhìn thấy.
Brandon Dube

2
Một số lượng lớn trong số họ không có công cụ kỹ thuật đảo ngược tốt. Kính đặc biệt khó khăn - ngay cả khi bạn biết chỉ số ở một bước sóng và số V bạn không biết chắc chắn đó là vật liệu gì. Ngoài ra, bất kỳ asphere nào sẽ rất khó để nhân rộng nếu không có phương trình ban đầu. Đo không gian và bán kính cong cũng rất khó khăn.
Brandon Dube

7
Tôi hoàn toàn không nghi ngờ gì về bạn, nhưng sự giấu giếm đó dường như là một sự vi phạm khủng khiếp tinh thần của hệ thống bằng sáng chế, về cơ bản là một thỏa thuận tiết lộ bí mật để đổi lấy sự bảo vệ thương mại. Nếu những bí mật được tiết lộ thực sự là một nửa sự thật, thì sự bảo vệ đó không nên được đưa ra - bằng sáng chế sẽ bị vô hiệu.
mattdm 04/07/2015

1
@mattdm: Bằng sáng chế phải bao gồm thông tin rằng một người điển hình có kỹ năng trong nghệ thuật sẽ tìm thấy cả tiểu thuyết và hữu ích. Không cần thiết rằng một bằng sáng chế bao gồm tất cả các thông tin như vậy được biết đến bởi nhà phát minh. Nếu bằng sáng chế bao gồm một thiết kế sẽ hoạt động tốt hơn bất kỳ thiết kế nào khác không dựa vào thông tin độc quyền, thì thiết kế đó sẽ đủ điều kiện là "thông tin mới và hữu ích" ngay cả khi những cải tiến đó không giống như những nhà phát minh khác biết .
supercat

0

Tất nhiên, bạn luôn có thể đảo ngược hoàn toàn vỏ ống kính, trước tiên đặt nó vào máy X-quang ở các góc khác nhau để xác định khoảng cách, chuyển động có thể, cơ chế dựng sẵn, sau đó tháo nó ra để kiểm tra ống kính, sau đó bạn có thể xác định hình dạng của mỗi ống kính và tính chất của nó. Bạn cũng có thể kiểm tra các đối tượng khác. Nếu bạn thực sự muốn đưa nó đến mức cực đoan, bạn có thể xác định thành phần của từng đối tượng bằng phân tích nguyên tố.


Không thể xác định chính xác vật liệu quang học từ một mẫu mà không có nhiều mảnh. Họ phải bị phá vỡ để xác định chính xác những gì họ đang có. Ngoài ra, các lớp phủ không thể tái lập chính xác.
Brandon Dube

1
Câu trả lời này không thực sự trả lời câu hỏi về việc có bất kỳ bí mật nào trong thiết kế ống kính. Bạn có thể giải thích câu trả lời?
Hugo
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.